2021屆高考物理23個命題熱點八沖量和動量的應用（解析版）

備戰(zhàn)2021年高考物理23個命題熱點巧練

熱點八沖量和動量的應用

一、單選題

1.（2020?廣西南寧市3月適應測試）跳水運動員在跳臺上由靜止直立落下，落入水中后在水中減速運動到速度

為零時并未到達池底，不計空氣阻力，則關于運動員從靜止落下到水中向下運動到速度為零的過程中，下

列說法不正確的是（）

A.運動員在空中動量的變化量等于重力的沖量

B.運動員整個向下運動過程中合外力的沖量為零

C.運動員在水中動量的變化量等于水的作用力的沖量

D.運動員整個運動過程中重力沖量與水的作用力的沖量等大反向

【答案】C

【解析】根據(jù)動量定理可知，運動員在空中動量的變化量等于重力的沖量，A項正確；運動員整個向下

運動過程中，初速度為零，末速度為零，因此合外力的沖量為零，B項正確；運動員在水中動量的變化量等

于重力和水的作用力的合力的沖量，C項錯誤；由于整個過程合外力的沖量為零，因此運動員整個過程中重

力沖量與水的作用力的沖量等大反向，D項正確.

2.（2020?河北省唐山市上學期期末）1998年6月18日，清華大學對富康轎車成功地進行了中國轎車史上的第

一次碰撞安全性實驗，成功“中華第一撞“，從此，我國汽車整體安全性碰撞實驗開始與國際接軌，在碰撞過

程中，關于安全氣囊的保護作用認識正確的是（）

A.安全氣囊的作用減小了駕駛員的動量變化

B.安全氣囊減小了駕駛員受到撞擊力的沖量

C.安全氣囊主要是減小了駕駛員的動量變化率

D.安全氣囊延長了撞擊力的作用時間，從而使得動量變化更大

【答案】C

【解析】在碰撞過程中，駕駛員的動量的變化量是一定的，而用安全氣囊后增加了作用的時間，根據(jù)動

量定理可知，安全氣囊減小了駕駛員受到的撞擊力，即安全氣囊減小了駕駛員的動量變化率.

3.（2020?四川省攀枝花市第二次統(tǒng)考）在距地面高度為〃處，同時以大小相等的初速度vo,分別平拋、豎直上

拋、豎直下拋出一個質(zhì)量相等的小球，不計空氣阻力，比較它們從拋出到落地過程中動量的增量Ap,正確

的是（）

A.平拋過程中動量的增量最大

B.豎直下拋過程中動量的增量即最大

C.豎直上拋過程中動量的增量△〃最大

D.三者一樣大

【答案】C

【解析】三個小球中豎直上拋的小球運動時間最長，而豎直下拋的小球運動時間最短，由/=B可知豎直

上拋的小球，重力的沖量最大，由動量定理/=Ap可知，豎直上拋的小球動量的增量最大，故C正確.

4.（2020?四川省綿陽市第二次診斷）在水平地面上，兩個具有相同初動量而質(zhì)量不同的物體，在大小相等的阻

力作用下最后停下來.則質(zhì)量大的物體（）

A.滑行的距離小B.滑行的時間長

C.滑行過程中的加速度大D.滑行過程中的動量變化快

【答案】A

【解析】根據(jù)仇=/〃-可知，Ek舌,初動量相同，質(zhì)量大的物體速度??；根據(jù)動能定理可知：

-RL=Q-Ek=$,因兩物體受到的阻力大小相等，則質(zhì)量大的物體滑行的距離小，故A正確；根據(jù)動

量定理，-F〃=0—p,因動量相同，故滑行時間相同，故B錯誤；因兩物體受到的阻力相同，由牛頓第二

定律可知，質(zhì)量大的加速度小，故C錯誤；因兩物體均停止，所以滑行過程中動量變化量相同，因滑行時

間相同，故動量變化快慢相同，故D錯誤.

5.（2020?山西省太原市上學期期末）2017年10月20日，一架從墨爾本飛往布里斯班的飛機，飛到1500m高

時正面撞到了一只兔子，當時這只兔子正被一只鷹抓著，兩者撞到飛機當場殞命.設當時飛機正以720km/h

的速度飛行，撞到質(zhì)量為2kg的兔子，作用時間為0.1s.則飛機受到兔子的平均撞擊力約為（）

A.1.44x103NB.4.0x103N

C.8.0x103ND.1.44x104N

【答案】B

【解析】720km/h=200m/s；根據(jù)動量定理H="?v可得尸=詈=專皆N=4xl（）3N,故選項B正確.

6.（2020?山東省日照市校際聯(lián)合質(zhì)檢）沿光滑水平面在同一條直線上運動的兩物體A、B碰撞后以共同的速度

運動，該過程的位移一時間圖象如圖所示.則下列說法錯誤的是（）

A.碰撞前后物體A的運動方向相反B.物體A、B的質(zhì)量之比為1:2

C.碰撞過程中A的動能變大，8的動能減小D.碰前物體8的動量較大

【答案】C

m/s,碰撞后J"m/s=5m/s,則碰撞前后物體

【解析】由題圖可得，碰撞前m/s=-5

A的運動方向相反，故A正確；由題圖可得，碰撞前1方=-5―m/s=10m/s,根據(jù)動量守恒得，以巾+，〃即8

=（〃?A+,〃8）W'，代入數(shù)據(jù)得：，*A：〃行=1：2,故B正確；碰撞前后物體A速度大小相等，則碰撞過程中物

體A動能不變，故C錯誤；碰前物體A、8速度方向相反，碰后物體4、8速度方向與物體8碰前速度方向

相同，則碰前物體B動量較大，故D正確.

7.（2020?湖南省懷化市調(diào)研）一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點靜止于光滑水平面上，從f=0時刻開始，受到如圖所示的

水平外力作用，下列說法正確的是（）

F/N

4-------;

2-------j---------;

I

I

oii；氐

A.第1s末質(zhì)點的速度為2m/s

B.第2s末外力做功的瞬時功率最大

C.第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動量增加量之比為1:2

D.第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動能增加量之比為4：5

【答案】D

【解析】由動量定理：Ft=mv2—mv\,求出第Is末、第2s末速度分別為：也=4m/s、也=6m/s,故A

錯誤；第1s末的外力的瞬時功率P=Q也=4x4W=16W,第2s末外力做功的瞬時功率「=尸2吸=2'6W

=12W,故B錯誤；第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動量增加量之比為:警=,故C錯誤；

△〃2mv2-tnv\1x6-1x常41

22

第1s內(nèi)與第2s內(nèi)質(zhì)點動能增加量分別為：A￡ki=1wvi=8J,AEk2=1wv2—|mvr=10J,則AEki:AEk2

=8：10=4:5,故D正確.

8.（2020?江西省七校第一次聯(lián)考）一質(zhì)量為M的航天器遠離太陽和行星，正以速度w在太空中飛行，某一時

刻航天器接到加速的指令后，發(fā)動機瞬間向后噴出質(zhì)量為〃，的氣體，氣體向后噴出的速度大小為0，加速

后航天器的速度大小也等于（血、H、也均為相對同一參考系的速度）（）

（M+m）v^—mv\（M+m）vo+mv\

A-MB-M

Mv（）-\-mv\Mvo-mv\

C--------D--------

.M~m.M~m

【答案】C

【解析】以vo的方向為正方向，由動量守恒定律有Mv（）=—+，"）丫2

Mvo+wvi

解得故選C.

M-m

9.（2020?河南省中原名校第六次模擬）光滑水平面上放有一上表面光滑、傾角為a的斜面體A,斜面體質(zhì)量為

M、底邊長為人如圖所示.將一質(zhì)量為〃八可視為質(zhì)點的滑塊8從斜面的頂端由靜止釋放，滑塊B經(jīng)過時

間■剛好滑到斜面底端.此過程中斜面對滑塊的支持力大小為FN，則下列說法中正確的是（）

A.FN=/?^COSa

B.滑塊下滑過程中支持力對8的沖量大小為fWcosa

C.滑塊8下滑的過程中A、B組成的系統(tǒng)動量守恒

D.此過程中斜面體向左滑動的距離為送一乙

【答案】D

【解析】當滑塊8相對于斜面加速下滑時，斜面體A水平向左加速運動，所以滑塊8相對于地面的加速度

方向不再沿斜面方向，即沿垂直于斜面方向的合外力不再為零，所以斜面對滑塊的支持力FN不等于mgcosa,

A錯誤；滑塊B下滑過程中支持力對B的沖量大小為FNnB錯誤；由于滑塊B有豎直方向的分加速度，所

以A、8組成的系統(tǒng)豎直方向合外力不為零，系統(tǒng)的動量不守恒，C錯誤；A、8組成的系統(tǒng)水平方向不受

外力，水平方向動量守恒，設A、3兩者水平位移大小分別為q孫則機書=小2,XI+X2=L解得XI=77號一

M-rm

L,D正確.

10.（2020?陜西省商洛市質(zhì)檢）如圖所示，在固定的水平桿上，套有質(zhì)量為根的光滑圓環(huán)，輕繩一端拴在環(huán)上，

另一端系著質(zhì)量為M的木塊，現(xiàn)有質(zhì)量為〃如的子彈以大小為卬的水平速度射入木塊并立刻留在木塊中，

重力加速度為g,下列說法正確的是（）

m

如「

w<icn>|M|

A.子彈射入木塊后的瞬間，速度大小為一?1^

機o十"?十M

B.子彈射入木塊后的瞬間，繩子拉力等于（M+wo）g

C.子彈射入木塊后的瞬間，環(huán)對輕桿的壓力大于（M+機+mo）g

D.子彈射入木塊之后，圓環(huán)、木塊和子彈構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒

【答案】C

【解析】子彈射入木塊后的瞬間，子彈和木塊系統(tǒng)的動量守恒，以師的方向為正方向，則如惻=（加+恤）也，

2

得必=肅檢，選項A錯誤；子彈射入木塊后的瞬間，F(xiàn)T—（M+恤）g=（M+mo片;，可知繩子拉力大于（M

+“o）g，選項B錯誤；子彈射入木塊后的瞬間，對圓環(huán)：FN=FT++m+m（））g,由牛頓第三定律知，

選項C正確；子彈射入木塊之后，圓環(huán)、木塊和子彈構(gòu)成的系統(tǒng)只在水平方向動量守恒，選項D錯誤.

二、多選題

11.（2020?廣東省佛山市質(zhì)檢一）如圖，水平固定放置的足夠長的光滑平行導軌，電阻不計,間距為L,左端

連接的電源電動勢為，內(nèi)阻為〃質(zhì)量為機的金屬桿垂直靜放在導軌上，金屬桿處于導軌間部分的電阻為

R.整個裝置處在磁感應強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中，閉合開關，金屬桿沿導軌做變加速運動

直至達到最大速度，則下列說法正確的是（）

XX

A.金屬桿的最大速度大小為反B.此過程中通過金屬桿的電荷量為赤

D.此過程中金屬桿產(chǎn)生的熱量為盛

C.此過程中電源提供的電能為能

【答案】AC

【解析】閉合開關，金屬桿做加速運動，產(chǎn)生感應電動勢，感應電動勢與電源電動勢相等時，電流為零，

金屬桿開始做勻速運動.電動勢為尸方，故A正確；由動量定理B/Z>=8Zz/=mu—0,得4=尸它

故B錯誤；由能量守恒可知電源提供的電能E電=4后=黑，故C正確;此過程中電能轉(zhuǎn)化為金屬桿的動能、

R及r產(chǎn)生的熱量之和，由于Ek=%n?=；i噎p,金屬桿產(chǎn)生的熱量為QR-（EL反房片］（辟；￡詼?’

故D錯誤.

12.（2020?陜西省西安一中一模）如圖所示，在光滑的水平面上有一靜止的物體用，物體M上有一光滑的半圓

弧軌道，最低點為C,A、2為同一水平直徑上的兩點，現(xiàn)讓小滑塊，〃從A點由靜止下滑，則（）

A.小滑塊m到達物體M上的B點時小滑塊m的速度不為零

B.小滑塊m從A點到C點的過程中物體M向左運動，小滑塊m從C點到B點的過程中物體M向右運動

C.若小滑塊小由A點正上方力高處自由下落，則由8點飛出時做豎直上拋運動

D.物體M與小滑塊m組成的系統(tǒng)機械能守恒，水平方向動量守恒

【答案】CD

【解析】物體M和小滑塊，"組成的系統(tǒng)機械能守恒，水平方向動量守恒，D正確；小滑塊山滑到右端兩者

水平方向具有相同的速度：0=（m+M>,v=0,可知小滑塊布到達物體例上的B點時，小滑塊布、物體M

的水平速度為零，故當小滑塊m從4點由靜止下滑，則能恰好到達B點，當小滑塊由4點正上方〃高處自

由下落，則由B點飛出時做豎直上拋運動，A錯誤，C正確；小滑塊，”從A點到C點的過程中物體M向左

加速運動，小滑塊”從C點到8點的過程中物體M向左減速運動，選項B錯誤.

13.（2020?河南省開封市第三次模擬）為了進一步探究課本中的迷你小實驗，某同學從圓珠筆中取出輕彈

簧，將彈簧一端固定在水平桌面上，另一端套上筆帽，用力把筆帽往下壓后迅速放開，他觀察到筆帽被彈

起并離開彈簧向上運動一段距離.不計空氣阻力，忽略筆帽與彈簧間的摩擦，在彈簧恢復原長的過程中（）

A.筆帽一直做加速運動

B.彈簧對筆帽做的功和對桌面做的功相等

C.彈簧對筆帽的沖量大小和對桌面的沖量大小相等

D.彈簧對筆帽的彈力做功的平均功率大于筆帽克服重力做功的平均功率

【答案】CD

【解析】彈簧恢復原長的過程中，筆帽向上加速運動，彈簧壓縮量減小，彈力減小，當彈力等于重力時，

加速度為零，速度最大，此后彈力小手重力，合力向下，加速度與速度反向，筆帽做減速運動，故A錯誤；

筆帽向上運動，受到的彈力方向向上，力與位移同向，故彈力對筆帽做正功，重力方向向下，與位移反向，

對筆帽做負功，由于筆帽動能增加，所以彈簧對筆帽做的功大于筆帽克服重力做的功，時間相同，根據(jù)功

率的定義，故D正確；彈簧對桌面雖然有彈力，但沒有位移，所以不做功，故B錯誤；由于輕彈簧質(zhì)量不

計，所以彈簧對桌面的彈力等于對筆帽的彈力，作用時間相同，沖量大小相等，故C正確.

14.（2020?福建省三明一中模擬）如圖所示，質(zhì)量為M的楔形物體靜止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足

夠長，與水平方向的夾角為，一個質(zhì)量為m的小物塊從斜面底端沿斜面向上以初速度w開始運動.當小物

塊沿斜面向上運動到最高點時，速度大小為v,距地面高度為〃，則下列關系式中正確的是（）

A.mvo—(m+M)vB.rnvocos0—(m+M)v

C.機g〃=%j(v()sin6)2D.mgh+^(/M+M)v2=vo2

【答案】BD

【解析】小物塊上升到最高點時，速度與楔形物體的速度相同，二者組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，

全過程機械能也守恒.以向右為正方向，在小物塊上升過程中，由水平方向系統(tǒng)動量守恒得/Tivocos

+M）v,故A錯誤，B正確；系統(tǒng)機械能守恒，由機械能守恒定律得，喇+3（〃[+加）12=；〃而，故C錯誤,

D正確.

15.（2020?東北三省三校一模）將一小球從地面以速度vo豎直向上拋出，小球上升到某一高度后又落回到地

面.若該過程中空氣阻力不能忽略，且大小近似不變，則下列說法中正確的是（）

A.重力在上升過程與下降過程中做的功大小相等

B.重力在上升過程與下降過程中的沖量相同

C.整個過程中空氣阻力所做的功等于小球機械能的變化量

D.整個過程中空氣阻力的沖量等于小球動量的變化量

【答案】AC

【解析】根據(jù)W=G6可知，重力在上升過程與下降過程中做的功大小相等，故選項A正確；上升過程中

的加速度ar=g+￡大于下降過程中的加速度a產(chǎn)g一芻則上升的時間小于下降的時間，即，區(qū)八，根據(jù)

/=Gf可知，重力在上升過程中的沖量小于下降過程中的沖量，故選項B錯誤；根據(jù)功能關系，整個過程中

空氣阻力所做的功等于小球機械能的變化量，故選項C正確；整個過程中空氣阻力的沖量和重力的沖量之

和等于小球動量的變化量，故選項D錯誤.

16.（2020?青島膠南高三月考）如圖所示，金屬導軌M、N平行，相距為L,光滑金屬棒?和6垂直于導軌且

緊靠著放置，它們的質(zhì)量均為孫在兩導軌之間的電阻均為R整個裝置位于水平面內(nèi)，處于磁感應強度為3

的豎直向下的勻強磁場中，導軌電阻忽略不計，長度足夠長.零時刻對a施加一平行于導軌的恒力F.在t

時刻電路中電流恰好達到穩(wěn)定.貝女）

A./時刻兩金屬棒的速度相同

FR

B.f時刻a、b兩棒速度差為

C.在［時刻撤去力E后，導軌之間的電勢差UMN會變小

D.在7時刻撤去力F后，導軌之間的電勢差UMN恒定不變

【答案】BD.

o2j2AV

【解析】：由牛頓第二定律知，對“棒有尸一心=，㈣，對方棒有*…，其中開始時

a棒加速度要比〃棒加速度大，所以兩棒的速度差△丫增大，則兩棒所受安培力FA增大，在f時刻電路中電

流恰好達到穩(wěn)定，由/=壁知，兩棒速度差不變，兩棒加速度相同，可知FA=,可得Av=^,A錯誤，

B正確；在，時刻分析電路知UMN=ETR=BLV「BL.R=BL（［+「）一,同理?…）時刻有U'MN

Z.KZ

BL（1u+i/＞）又制%+w,）=”?（/“+/"）,解得UMN=U'MN，C錯誤，D正確.

17.兩個小球A、8在光滑水平面上相向運動，已知它們的質(zhì)量分別是卯=4kg,祖2=2kg,4的速度0=3

m/s（設為正），8的速度也=-3m/s,則它們發(fā)生正碰后，其速度可能分別是（）

A.均為1m/sB.+4m/s和一5m/s

C.+2m/s和-1m/sD.-1m/s和+5m/s

【答案】AD

【解析】由動量守恒，可驗證四個選項都滿足要求。再看動能情況：

氏=1|日+/"24=1乂4乂9J+gx2x9J=27J

，=，2，2

￡k1/tt|V|+1/M2V

由于碰撞過程動能不可能增加，所以應有電仇'，可排除選項B：選項C雖滿足EkNEk'，但A、8沿同一直

線相向運動，發(fā)生碰撞后各自仍能保持原來速度方向（*＞0,陪＜0），這顯然是不符合實際的，因此C錯

誤；驗證選項A、D均滿足EkNEJ,故答案為選項A（完全非彈性碰撞）和選項D（彈性碰撞）。

18.（2020?山東省臨沂市上學期期末）如圖所示，水平面上有相距為L的兩光滑平行金屬導軌，導軌上靜止放

有金屬桿a和雙桿a、b均與導軌垂直），兩桿均位于勻強磁場的左側(cè)，讓桿a以速度v向右運動，當桿a

與桿人發(fā)生彈性碰撞后，兩桿先后進入右側(cè)的磁場中，當桿a剛進入磁場時，桿方的速度剛好為a的一半.

已知桿a、b的質(zhì)量分別為2〃?和加，接入電路的電阻均為R,其他電阻忽略不計，設導軌足夠長，磁場區(qū)

域足夠大，則（）

IM

!xxxx

ab\B

JXXXX

\N

A.桿。與桿方碰撞后，桿。的速度為壬方向向右

B.桿匕剛進入磁場時，通過b的電流為粵

ji\

7

C.從h進入磁場至?剛進入磁場時，該過程產(chǎn)生的焦耳熱為臺nv2

O

D.桿〃、6最終具有相同的速度，大小為竽

【答案】ABC

【解析】以向右為正方向，桿a與桿b發(fā)生彈性碰撞，由動量守恒和機械能守恒得2小=2〃?叫+〃?也，32,加

11u4v

=2><2/wvi2+,解得也=§,V2=jv,即桿〃的速度為J方向向右，故A正確；桿方剛進入磁場時，

通過人的電流為/=駕=半，故B正確；從6進入磁場至a剛進入磁場時，由能量守恒得該過程產(chǎn)生的

焦耳熱為。=；"汨一品故C正確；a進入磁場后，“、6組成的系統(tǒng)，動量守恒，貝I」有2,如

+/M-|vi=(2/?i+m)V3>解得丫3=得丫，即桿a、6最終具有相同的速度，大小為右，故D錯誤.

12345678910

CCCABCDCDC

1112131415161718

ACCDCDBDACBDADABC

三.非選擇題

19.(2020?內(nèi)蒙古包頭市模擬)如圖所示，水平光滑地面的右端與一半徑K=0.2m的豎直半圓形光滑軌道相

連，某時刻起質(zhì)量加2=2kg的小球在水平恒力廠的作用下由靜止向左運動，經(jīng)時間f=ls撤去力凡接著

與質(zhì)量wi=4kg以速度vi=5m/s向右運動的小球碰撞，碰后質(zhì)量為m\的小球停下來，質(zhì)量為陽的小球反

向運動，然后與停在半圓形軌道底端A點的質(zhì)量加3=1kg的小球碰撞，碰后兩小球粘在一起沿半圓形軌道

運動，離開B點后，落在離4點0.8m的位置，求恒力尸的大小。（g取10m/s2）

【答案】8N

【解析】質(zhì)量分別為〃?2、，”